2018-2019学年高一物理暑假作业07 人造地球卫星通关检测.doc

专练07 人造地球卫星通关检测1关于地球同步卫星的说法正确的是A所有地球同步卫星一定在赤道上空B不同的地球同步卫星，离地高度不同C不同的地球同步卫星的向心加速度大小不相等D所有地球同步卫星受到的向心力大小一定相等【答案】A【解析】球同步卫星一定位于赤道上方，周期一定，离地面高度一定，向心加速度大小一定，选项A正确，选项B、C均错误；，不同的卫星质量不同，其向心力也不同，选项D错误。2关于环绕地球运转的人造地球卫星，下列说法中正确的是A轨道半径越大，速度越小，周期越长B轨道半径越大，速度越大，周期越短C轨道半径越大，速度越大，周期越长D轨道半径越小，速度越小，周期越长【答案】A【解析】地球对人造卫星的引力提供卫星所需要的向心力，由，知，当r增大时，v减小，选项B、C均错误；，当r增大时，T增大，选项A正确，选项D错误。3当人造地球卫星已进入预定轨道后，下列说法中正确的是A卫星及卫星内的任何物体均不受重力作用B卫星及卫星内的任何物体仍受重力作用，并可用弹簧测力计直接称出物体所受重力的大小C如果卫星自然破裂成质量不相等的两块，则这两块仍按原来的轨道和周期运行D如果在卫星内将一个物体自由释放，则卫星内观察者将可以看到物体做自由落体运动【答案】C4（多选）甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是A甲的周期大于乙的周期 B乙的速度大于第一宇宙速度C甲的加速度小于乙的加速度 D甲在运行时能经过北极的正上方【答案】AC【解析】卫星围绕地球做圆周运动时，由万有引力提供向心力，即，得，由题可知r甲r乙，所以a甲T乙，选项A、C正确；第一宇宙速度等于近地卫星的绕行速度，也是最大的绕行速度，选项B错误；同步卫星的轨道平面在赤道的正上方，不可能经过北极正上方，选项D错误。5登上火星是人类的梦想。“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比行星半径/m质量/kg轨道半径/m地球6.41066.010241.51011火星3.41066.410232.31011A.火星的公转周期较小 B火星做圆周运动的加速度较小C火星表面的重力加速度较大 D火星的第一宇宙速度较大【答案】B6（多选）同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则下列比值正确的是A. B. C. D. 【答案】AD【解析】由于同步卫星与赤道上物体的角速度相等，由ar2得，选项A正确，选项B错误；由，得，故，选项D正确，选项C错误。7（多选）如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点。已知A、B、C绕地心运动的周期相同，相对于地心，下列说法中正确的是A物体A和卫星C具有相同大小的加速度B卫星C的运行速度大于物体A的速度C可能出现在每天的某一时刻卫星B在A的正上方D卫星B在P点的加速度与卫星C在P点的加速度相同【答案】BCD【解析】卫星C和物体A的周期相同，则圆周运动的半径越大，线速度越大，向心加速度越大，选项A错误，选项B正确；卫星B的周期和地球自转的周期相同，故卫星B每一天的固定时间通过地球固定点的正上方，选项C正确；由得不同卫星处于同一位置时的加速度相同，选项D正确。8（多选）P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动。图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同。则AP1的平均密度比P2的大 BP1的“第一宇宙速度”比P2的小Cs1的向心加速度比s2的大 Ds1的公转周期比s2的大【答案】AC心加速度大，选项C正确；根据得，卫星的公转周期，由于P1的质量大，故s1的公转周期小，选项D错误。9（多选）北京时间2013年6月13日13时18分，“神舟十号”飞船与“天宫一号”实施自动交会对接。交会对接前“神舟十号”飞船先在较低的圆轨道1上运动，在适当位置经变轨与在圆轨道2上运动的“天宫一号”对接。如图所示，M、Q两点在轨道1上，P点在轨道2上，三点连线过地球球心，把飞船的加速过程简化为只做一次短时加速。则“神舟十号”A“神舟十号”须在Q点加速，才能在P点与“天宫一号”相遇B“神舟十号”在M点经一次加速，即可变轨到轨道2C“神舟十号”在M点变轨后的速度大于变轨前的速度D“神舟十号”变轨后运行周期总大于变轨前的运行周期【答案】BD10（多选）有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，每天上午同一时刻在某固定区域的正上方对海面照相，则A该卫星可能是通过地球两极上方的轨道B该卫星平面可能与南纬3152所确定的平面共面C该卫星平面一定与东经11552所确定的平面共面D地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍【答案】AD【解析】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，又因为万有引力指向地心，故人造卫星的轨道中心为地心，选项A正确，选项B、C均错误；该卫星每天上午同一时刻均在某固定区域正上方，即地球自转一圈，卫星恰绕地球转动整数圈，选项D正确。11（多选）关于人造卫星，下列说法中正确的是A人造卫星环绕地球运行的速度可能为5.0 km/sB人造卫星环绕地球运行的速度可能为7.9 km/sC人造卫星环绕地球运行的周期可能为80 minD人造卫星环绕地球运行的周期可能为200 min【答案】ABD【解析】人造地球卫星环绕地球的运行速度随环绕半径的增大而减小，最大是7. 9km/s，选项A、B均正确；人造卫星环绕地球运行的周期随半径的减小而减小，由可知近地卫星的轨道半径最小（近似等于地球半径），所以近地卫星的周期最小，近地卫星的周期约为85 min，选项C错误，选项D正确。12（多选）两颗靠得较近的天体叫双星，它们以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，这样它们就不会因引力作用而吸引在一起，则下述物理量中，与它们的质量成反比的是A线速度 B角速度 C向心加速度 D转动半径【答案】ACD13（多选）如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M、半径为R。下列说法正确的是A地球对一颗卫星的引力大小为 B一颗卫星对地球的引力大小为C两颗卫星之间的引力大小为 D三颗卫星对地球引力的合力大小为【答案】BC【解析】应用万有引力公式及力的合成规律分析。地球与卫星之间的距离应为地心与卫星之间的距离，选项A错误，选项B正确；两颗相邻卫星与地球球心的连线互成120角，间距为，代入数据得，两颗卫星之间的引力大小为，选项C正确；三颗卫星对地球引力的合力为0，选项D错误。14地球的半径为R，地面上的重力加速度为g，在高空绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，其最小周期是A B. C D【答案】D【解析】由可得，卫星的轨道半径越小，周期越小，当轨道半径等于地球半径时，周期最小，即，又GMgR2，所以，选项D正确，选项A、B、C均错误。15（多选）质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的A线速度 B角速度C运行周期 D向心加速度【答案】ACD【解析】航天器在接近月球表面的轨道上飞行，有，可得线速度，角速度，运行周期，向心加速度，选项A、C、D均正确，选项B错误。16（多选）通过观测冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物理量可以是A卫星的速度和角速度 B卫星的质量和轨道半径C卫星的质量和角速度 D卫星的运行周期和轨道半径【答案】AD17（多选）据报道，我国第三颗地球同步轨道数据中继卫星“天链一号03星”于2012年7月25日在西昌卫星发射中心发射升空，它的成功发射，将实现“天链一号”卫星全球组网运行，标志着中国第一代中继卫星系统正式建成。关于成功定点后的“天链一号03星”，下列说法正确的是A运动速度大于7.9 km/sB离地面高度一定，相对地面静止C绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等【答案】BC【解析】由题意知，定点后的“天链一号03星”是同步卫星，即T24 h。由，得，其中r大于地球半径，故运动速度应小于第一宇宙速度，选项A错误；由，T一定，得r一定，即离地高度一定，选项B正确；由，T同月，选项C正确；因为，且赤道上物体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以赤道上物体的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，选项D错误。18一颗人造卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行，已知地球的第一宇宙速度为v17.9 km/s，g9.8 m/s2。（1）这颗卫星运行的线速度为多大？（2）它绕地球运动的向心加速度为多大？（3）质量为1 kg的仪器放在卫星内的平台上，仪器的重力为多大？它对平台的压力有多大？【答案】（1）5.6 km/s （2）2.45 m/s2 （3）2.45 N 019恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”中子星，中子星的半径很小，一般为720 km，但它的密度大得惊人。若某中子星的密度为1.21017 kg/m3，半径为10 km，那么该中子星的第一宇宙速度约为多少？（G6.671011 Nm2/kg2）（结果保留两位有效数字）【答案】5.8107 m/s或5.8104 km/s【解析】中子星的第一宇宙速度即为它表面卫星的环绕速度，此时卫星的轨道半径可近似认为是中子星的半径，且中子星对卫星的万有引力充当卫星的向心力，由，解得，又，解得。20在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来。假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为h，速度方向是水平的，速度大小为v0。求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计火星大气阻力。已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r，周期为T。火星可视为半径为r0的均匀球体。【答案】21一颗在赤道上空飞行的人造地球卫星，其轨道半径为r3R（R为地球半径），已知地球表面重力加速度为g，则该卫星的运行周期是多大？若卫星的运动方向与地球自转方向相同，已知地球自转角速度为0，某一时刻该卫星通过赤道上某建筑物的正上方，再经过多少时间它又一次出现在该建筑物正上方？【答案】 【解析】由万有引力定律和牛顿定律可得，联立解得。以地面为参考系，卫星再次出现在建筑物上方时转过的角度为2，卫星相对地面的角速度为10，则。